生物物理学-第六章.ppt

1、河北工业大学河北工业大学 生物物理学生物物理学 1生生 物物 物物 理理 学学XX大学 生物物理所河北工业大学河北工业大学 生物物理学生物物理学 2l6.1 自由基概念自由基概念l6.1.1 自由基产生自由基产生l6.1.2 自由基性质自由基性质l6.1.3 自由基反应自由基反应l6.1.4 自由基研究方法自由基研究方法l6.2 活性氧活性氧l6.2.1 体内活性氧的产生体内活性氧的产生l6.2.2 体内活性氧的产生体内活性氧的产生l6.3 自由基对人体的危害自由基对人体的危害第6章 自由基生物学自由基生物学 3l6.4 自由基与癌症自由基与癌症l6.4.1 两步致癌学说两步致癌学说l6.4.

2、2 各种疾病与抗氧化作用各种疾病与抗氧化作用l6.5 自由基与衰老自由基与衰老l6.5.1 衰老的进化理论衰老的进化理论l6.5.2 多劳多损论多劳多损论l6.5.3 端粒酶缩短短寿论端粒酶缩短短寿论l6.6 一氧化氮自由基一氧化氮自由基河北工业大学河北工业大学 生物物理学生物物理学 4l自由基（自由基（freeradical）概念：）概念：外层轨道上具有单个不配对电子外层轨道上具有单个不配对电子的原子、原子团和分子的总称。的原子、原子团和分子的总称。l 自由基结构：自由基结构：平面型平面型:角锥型角锥型:6.1 自由基概念自由基概念河北工业大学河北工业大学 生物物理学生物物理学 5电子俘获电

3、子俘获共价键均裂共价键均裂产生自由基的供能方式：产生自由基的供能方式：.热解热解 (CH3CH2)4Pb 4CH3CH2.+Pb CH3CH2.+Cl2 CH3CH2Cl+Cl.6.1.1 自由基产生自由基产生河北工业大学河北工业大学 生物物理学生物物理学 6、光解、光解 Cl2 Cl.易光解的化合物：易光解的化合物：P190。、辐射分解（如、辐射分解（如P173，水的辐射分解），水的辐射分解）、氧化还原反应：、氧化还原反应：Mn+R1-O-O-R2 M（n+1）+R1O.+R2O-、加入自由基引发剂、加入自由基引发剂487.5nm河北工业大学河北工业大学 生物物理学生物物理学 7l顺磁顺磁(

4、性性)物质的主要特点是原子或分子中含有没有完全抵消的电子物质的主要特点是原子或分子中含有没有完全抵消的电子磁矩，因而具有原子或分子磁矩磁矩，因而具有原子或分子磁矩 l顺磁性：凡有未成对电子的分子，在外加磁场中磁化引起的附加顺磁性：凡有未成对电子的分子，在外加磁场中磁化引起的附加磁矩的方向总是和外磁场相同磁矩的方向总是和外磁场相同。I激起外磁场的电流激起外磁场的电流I分分分子电流分子电流I由转向排列引起的束由转向排列引起的束缚电流缚电流6.1.2 自由基性质自由基性质河北工业大学河北工业大学 生物物理学生物物理学 83 3o o自由基自由基 2 2o o自由基自由基 1 1o o自由基自由基自由

5、基稳定性自由基稳定性河北工业大学河北工业大学 生物物理学生物物理学 9l单分子自由基反应：自由基本身发生的化单分子自由基反应：自由基本身发生的化学反应。类型：碎裂、重排。学反应。类型：碎裂、重排。l自由基自由基-分子相互作用分子相互作用类型：加成、取代类型：加成、取代/夺取、与氧化剂反应夺取、与氧化剂反应n自由基自由基-自由基相互作用自由基相互作用类型：二聚类型：二聚/偶联、歧化偶联、歧化6.1.3 自由基反应自由基反应河北工业大学河北工业大学 生物物理学生物物理学 10链反应的主要步骤链反应的主要步骤（1）链引发（chain initiation）自由基生成 处于稳定态的分子吸收了外界的能量

6、，如加热、光照,加引发剂，使它分解成自由原子或自由基等活性传递物。活化能相当于所断键的键能。（2）链传递（chain propagation）自由基传递 链引发所产生的活性传递物与另一稳定分子作用，在形成产物的同时又生成新的活性传递物，使反应如链条一样不断发展下去。两个活性传递物相碰形成稳定分子，失去传递活性；或与器壁相碰，形成稳定分子，放出的能量被器壁吸收，造成反应停止。（3）链终止（chain termination）自由基湮灭1.热：热：2.光光：3.引发剂：引发剂：1.气相断链：气相断链：2.器壁断链器壁断链：气体压力较大时占优势气体压力较大时占优势气体压力较小时占优势气体压力较小时占

7、优势河北工业大学河北工业大学 生物物理学生物物理学 11l电子顺磁共振电子顺磁共振l脉冲射解与停流脉冲射解与停流l超微弱化学发光超微弱化学发光l超氧阴离子和过氧化氢的测定超氧阴离子和过氧化氢的测定l过氧化产物测定过氧化产物测定l相关酶的活力测定（相关酶的活力测定（CATCAT、SODSOD等）等）6.1.4 自由基研究方法自由基研究方法河北工业大学河北工业大学 生物物理学生物物理学 12lO2还原成水产生许多中间产物，如超氧阴离子，羟基自由基，还原成水产生许多中间产物，如超氧阴离子，羟基自由基，过氧化氢，单线态氧，氢过氧基，烷氧基，烷过氧基，氢过氧化过氧化氢，单线态氧，氢过氧基，烷氧基，烷过氧

8、基，氢过氧化物，这些中间产物统称活性氧（物，这些中间产物统称活性氧（Redox）。）。6.2 活性氧活性氧河北工业大学河北工业大学 生物物理学生物物理学 13 酶反应产生酶反应产生O O-2 2 黄嘌呤氧化酶（黄嘌呤氧化酶（XODXOD）+O2+O-2+H2O2+O-2+H2O2OHXODXOD6.2.1 体内活性氧的产生体内活性氧的产生河北工业大学河北工业大学 生物物理学生物物理学 14l某些生物分子（如某些生物分子（如FMNFMN、FADFAD、GSHGSH和半胱氨酸）在氧气存在下和半胱氨酸）在氧气存在下氧化，产生氧化，产生O O-2 2l氧合血红蛋白转变为高铁血红蛋白时，产生氧合血红蛋白

9、转变为高铁血红蛋白时，产生O O-2 2l体内产生的半醌自由基与氧气反应时，产生体内产生的半醌自由基与氧气反应时，产生O O-2 2l体内产生的过氧化氢聚到过渡金属离子或者其复合物时，产体内产生的过氧化氢聚到过渡金属离子或者其复合物时，产生生O O-2 2非酶反应产生非酶反应产生河北工业大学河北工业大学 生物物理学生物物理学 15lOHOH.的产生的产生lH H2 2O O2 2的产生的产生l1 1O O2 2的产生的产生l脂质过氧化物的产生脂质过氧化物的产生6.2.2 体内活性氧的产生体内活性氧的产生河北工业大学河北工业大学 生物物理学生物物理学 16l自由基破坏了细胞中的自由基破坏了细胞中

10、的DNA，便会导致，便会导致癌症癌症的发生。的发生。l自由基破坏了自由基破坏了蛋白质蛋白质,便会使体内的便会使体内的酶酶被破坏被破坏,从而导致从而导致炎症和老年化炎症和老年化。l自由基破坏了自由基破坏了脂肪脂肪,便会发生脂质过氧化便会发生脂质过氧化,导致导致动脉粥样动脉粥样硬化硬化,最后发生最后发生中风或心脏病中风或心脏病。l自由基破坏了自由基破坏了碳水化合物碳水化合物,便会使体内的透明质酸降解便会使体内的透明质酸降解,发生发生关节炎关节炎。6.3 自由基对人体的危害自由基对人体的危害河北工业大学河北工业大学 生物物理学生物物理学 17（一）、环境因素（一）、环境因素（1 1）空调、冰箱空调、

11、冰箱的大量使用，使空气中增加了大量的氟，破坏了臭的大量使用，使空气中增加了大量的氟，破坏了臭氧层，使紫外光更容易侵入，产生自由基。氧层，使紫外光更容易侵入，产生自由基。（2 2）汽车、工厂汽车、工厂排放的二氧化氮和有毒气体，污染空气。排放的二氧化氮和有毒气体，污染空气。（3 3）很多）很多杀虫剂杀虫剂的化学结构，都会导致自由基的产生。的化学结构，都会导致自由基的产生。（4 4）由于大量杀虫剂、化肥和除草剂的使用，使）由于大量杀虫剂、化肥和除草剂的使用，使农作物缺乏清除自农作物缺乏清除自由基的维生素和微量元素由基的维生素和微量元素，如维生素，如维生素C C、维生素、维生素E E、-胡萝卜素及胡萝

12、卜素及硒和锌等。硒和锌等。为什么这几年自由基疾病大量发生为什么这几年自由基疾病大量发生河北工业大学河北工业大学 生物物理学生物物理学 18（1 1）由于生活的节奏加快，很多人在中午只是吃）由于生活的节奏加快，很多人在中午只是吃快餐快餐或或方便面方便面，因而缺乏清除自由基的维生素因而缺乏清除自由基的维生素C C、维生素、维生素E E、-胡萝卜素及微胡萝卜素及微量元素。量元素。（2 2）很多人只吃）很多人只吃精制精制的大米和面粉，缺乏纤维素和的大米和面粉，缺乏纤维素和B B族维生素。族维生素。（3 3）由于工作繁忙，日常的）由于工作繁忙，日常的饮水量饮水量减少，使侵入机体污染物和减少，使侵入机体污

13、染物和有毒物质不能排出体外。有毒物质不能排出体外。（4 4）由于我国人民肉食以食）由于我国人民肉食以食猪肉猪肉为主，猪肉中脂肪含量高，容为主，猪肉中脂肪含量高，容易导致自由基的产生。易导致自由基的产生。（二）膳食因素（二）膳食因素河北工业大学河北工业大学 生物物理学生物物理学 19（1 1）适量运动，能避免自由基的侵袭，上班人）适量运动，能避免自由基的侵袭，上班人锻炼锻炼太少。太少。（2 2）生活高度）生活高度紧张紧张，使应激反应增加，使得脂质过氧化增加，使应激反应增加，使得脂质过氧化增加，产生自由基。产生自由基。（3 3）酗酒、吸毒酗酒、吸毒都会促进体内自由基产生。香烟内含有大量都会促进体内

14、自由基产生。香烟内含有大量的自由基，每吸一口烟可以吸入几百万个自由基。的自由基，每吸一口烟可以吸入几百万个自由基。（4 4）孤独孤独和和离群离群都会使脑功能退化，发生与自由基和脂质过都会使脑功能退化，发生与自由基和脂质过氧化有关的疾病，如老年痴呆和阿兹海默氏病。氧化有关的疾病，如老年痴呆和阿兹海默氏病。（三）生活方式（三）生活方式河北工业大学河北工业大学 生物物理学生物物理学 20l自由基与致癌物活化自由基与致癌物活化化学致癌物C C.+DNA光、电、辐射或燃烧DNA.+CDNA-CDNA-C加合物加合物多环芳烃，芳胺，硝多环芳烃，芳胺，硝多环芳烃，芳胺，硝多环芳烃，芳胺，硝基，亚硝基化合物基

15、，亚硝基化合物基，亚硝基化合物基，亚硝基化合物苯苯并并芘芘6.4 自由基与癌症自由基与癌症河北工业大学河北工业大学 生物物理学生物物理学 21lStep 1 Step 1 诱发期：只需使用一次致癌剂，作用不可逆诱发期：只需使用一次致癌剂，作用不可逆lStep 2 Step 2 促进期：需多次重复使用促癌剂，作用可逆促进期：需多次重复使用促癌剂，作用可逆H2O2，OH.，FreeradicalV VE E，V VC C等抑制促癌作用的物质也能抑制自由基产生等抑制促癌作用的物质也能抑制自由基产生6.4.1 两步致癌学说两步致癌学说河北工业大学河北工业大学 生物物理学生物物理学 22l抗癌药物：道诺

16、霉素、阿霉素、黑孢霉素、博莱霉抗癌药物：道诺霉素、阿霉素、黑孢霉素、博莱霉素，黄钟花醌素，黄钟花醌l药物机理：癌细胞的自由基清除剂（药物机理：癌细胞的自由基清除剂（SODSOD，CATCAT等）等）含量比正常细胞少，以上抗癌药物能产生自由基，含量比正常细胞少，以上抗癌药物能产生自由基，这些自由基不能被癌细胞及时清除，从而造成癌细这些自由基不能被癌细胞及时清除，从而造成癌细胞死亡，而药物对正常细胞的影响较小。胞死亡，而药物对正常细胞的影响较小。6.4.2 自由基与抗癌作用自由基与抗癌作用河北工业大学河北工业大学 生物物理学生物物理学 23番茄红素番茄红素胡萝卜素胡萝卜素隐黄素隐黄素隐黄素隐黄素叶

17、黄素叶黄素叶黄素叶黄素玉米黄质玉米黄质玉米黄质玉米黄质虾青素虾青素角黄素角黄素Major Carotenoids河北工业大学河北工业大学 生物物理学生物物理学 24河北工业大学河北工业大学 生物物理学生物物理学 25lEpidemiologicalstudiessupportavarieddiet,with7servingsoffruitandvegetables,asabasisforgoodhealth.杂食保健杂食保健lEpidemiologicalstudiesshowpeoplewithhighintakesofcarotenoidshaveareducedriskofvarious

18、cancers,heartdiseaseandcataracts（白（白内障）内障）.类胡萝卜素防病类胡萝卜素防病流行病学结果流行病学结果河北工业大学河北工业大学 生物物理学生物物理学 26lCancer:prostate（前列腺）（前列腺）,cervical（宫颈）（宫颈）,breast,lunglHeartdisease心脏病心脏病lImmunesystemdegeneration免疫免疫lStroke（中风）（中风）,cerebrovasculardisease（脑血管病）（脑血管病）lRespiratoryfunction呼吸呼吸lCataracts,age-relatedmacula

19、rdegeneration白内障白内障lMemoryandcognitivefunction记忆和认知记忆和认知lSun-damagedskin,wrinkles皮肤损伤皮肤损伤自由基损伤部位河北工业大学河北工业大学 生物物理学生物物理学 27lNucleic acids,leading to cancerous changeslLipids,including those in membranes,and LDL in arteries（动脉）lEnzymes,which repair cell structureslOther proteins,including collagen（胶原蛋

20、白）in skinlThe free radical theory of aging-Harman自由基的氧化损伤自由基的氧化损伤河北工业大学河北工业大学 生物物理学生物物理学 28CigarettesmokeAirpollutants,suchasozone(臭氧臭氧),nitrogendioxide（二（二氧化氮）氧化氮）Somefoodpreservatives,includingnitrites（亚硝酸盐）（亚硝酸盐）Aerobicactivity（有氧运动）（有氧运动）Metabolismoffats（脂肪代谢）（脂肪代谢）自由基的体内来源自由基的体内来源河北工业大学河北工业大学 生

21、物物理学生物物理学 29抗氧化能力排序抗氧化能力排序河北工业大学河北工业大学 生物物理学生物物理学 30Melanocyte：黑素细胞：黑素细胞Estrogen：雌激素：雌激素Malignantmelanoma：恶性黑素瘤恶性黑素瘤河北工业大学河北工业大学 生物物理学生物物理学 31lThesecondhighestcauseofcancerdeathinUSmenin1997.lMenwithlowestplasmabeta-carotenehadincreasedriskofprostatecancer.Whensupplementedwithbeta-carotene,theirpros

22、tatecancerriskreducedby36%.lLycopene(fromtomatoproducts)halvedtheriskofprostatecancer.前列腺癌与抗氧化作用前列腺癌与抗氧化作用河北工业大学河北工业大学 生物物理学生物物理学 32lAddinglutein（叶黄素）（叶黄素）andzeaxanthin（玉米黄（玉米黄质）质）tobreastcancercellculturessignificantlysuppressedtheircelldivision.lCanthaxanthin（角黄素）（角黄素）,b-caroteneandastaxanthin(虾青素

23、虾青素)inhibitmammarytumor（乳（乳腺瘤）腺瘤）growthinmice.lAmixtureofcarotenoidsinthedietmaypreventspreadofbreastcancercells.乳腺癌与抗氧化作用乳腺癌与抗氧化作用河北工业大学河北工业大学 生物物理学生物物理学 33lFreeradicals,lipidperoxidationandoxidationofLDLareimplicatedinitiatitorsofatherosclerosis（动脉硬化）（动脉硬化）.l50mgbeta-caroteneonalternatedaysreduced

24、theriskofheartattacksby40%formalephysicians.l25,802menandwomenforupto14yearsshowedtheriskofheartattackincreasedasbloodbeta-carotenedecreased.心脏病与抗氧化作用心脏病与抗氧化作用河北工业大学河北工业大学 生物物理学生物物理学 34lFreeradicalscontributetowrinklesbybreakingdownthestructureofcollagen,aconnectivetissueproteinaidingelasticity.lAne

25、wsreportfromParisthisyearshowedthatapplyingbeta-carotene,andvitaminsCandEtoskincanslowwrinkleformation23%andreduceexistingwrinklesby8%.防晒与抗氧化作用防晒与抗氧化作用河北工业大学河北工业大学 生物物理学生物物理学 35lOurimmunesystemismadeupofmanylinesofdefenseforourbodieslItincludesourskin,phagocytes（吞噬细胞）（吞噬细胞）,T-cells,antibodieslItdefe

26、ndsusagainstmicroorganisms,allergens（过敏原）（过敏原）andourownmalignantcellslItusuallydeclineswithage,butthisdeclinecanbereducedwithantioxidants免疫系统免疫系统河北工业大学河北工业大学 生物物理学生物物理学 36嗜中性嗜中性粒细胞粒细胞补体补体系统系统巨噬巨噬细胞细胞浆细胞浆细胞河北工业大学河北工业大学 生物物理学生物物理学 37lAspartofthelargephysicianshealthstudytherewereobservationsonnaturalk

27、illercellactivity(importantinsurveillanceforcancercellsandfightinginfections).lTheyshowedmentaking50mgbeta-carotenesupplementsonalternatedayshad42%greaterkillercellactivitythanthosetakingplacebos（安慰剂）（安慰剂）.lWomenonlowcarotenoiddietshadsuppressedimmuneresponsivenessoflymphocytes（淋巴细胞）（淋巴细胞）.Thisimpro

28、vedwhensupplementedwithmixedcarotenoidsconcentrates.免疫系统与抗氧化作用免疫系统与抗氧化作用河北工业大学河北工业大学 生物物理学生物物理学 386.5 自由基与衰老自由基与衰老 河北工业大学河北工业大学 生物物理学生物物理学 39AnimalsWithApparentNegligibleSenescenceCinachyraantarcticaadeepseasponge（海绵）（海绵）1,500SebastesaleutiansRougheyeRockfish205StrongylocentrutusfranciscanusRedSeaUr

29、chin（海胆）（海胆）200TerrapenecarolinaEastBoxTurtle138EmydoideablandingiiBlandingsTurtle77ChrysemyspictaPaintedTurtle61河北工业大学 生物物理学 40http:/www.cpawscalgary.org/education/images/galapagos-tortoise.jpgwww.akmarine.orgwww.borealforest.orgGalapagos Tortoise RockfishMyostis lucifugus棕色鼠耳蝠棕色鼠耳蝠：河北工业大学河北工业大学 生物

30、物理学生物物理学 41l“Aging,from an evolutionary point of view,can be defined as a progressive decline in fitness(the ability to survive and reproduce)with increasing age.”Evolutionary Theories of Aging,Sharon Phaneuf.lThere are three major theories that describe an evolutionary mechanism for aging:lThe Accu

31、mulated Mutations Theory（突变积累论）lThe Antagonistic Pleiotropy Theory（忍气吞声论）lThe Disposable Soma Theory（弃车保帅论）6.5.1 衰老的进化理论衰老的进化理论河北工业大学河北工业大学 生物物理学生物物理学 42l“DNArepair,proteinturnover,antioxidantdefenses,etc.areexpensiveforanorganism.”lIfanorganismdevotesmoreenergytowardsreproductionthanmaintainingitsb

32、ody(soma),itwillhavemorereproductivesuccess.l“Ifnineoutoftennewbornwildmicediebeforetheageof10months,itwouldmakelittlesensetousepreciousmetabolicresourcestomaintainthesomabeyondtheexpectedlifetimeoftheorganism.”(EvolutionaryTheoriesofAging,Paneuf,S.)lThistheorybestexplainslifespandifferencesbetweens

33、pecies.弃车保帅论弃车保帅论河北工业大学河北工业大学 生物物理学生物物理学 43lAsextrinsicmortalityincreasesinaspecies,energydevotedtosomaticmaintenancedecreases.lTherefore,animalsthatareprotectedfromextrinsicmortalityareaffordedgreatermaximumlifespans.lForexample,batsandbirdsfly,turtleshaveshells,andsomeanimalshavelargerbodymassandt

34、hereforefewerpredatorstotargetthem.河北工业大学河北工业大学 生物物理学生物物理学 44lChapuisatandKellerhypothesizedthattheminorworkerswouldhavealongermaximumlifespan.lTheantswerecountedatthecallow（幼蚁）（幼蚁）stagewhentheywerepalecolored.Thisallowedtheresearcherstobecertaintheywereveryyoungants.lTheywereallowedtoformthreecolon

35、iesfromcolonyfragmentssetupinanenvironmentwheretheantshadlittleforagingrequirementsinordertokeepextrinsicmortalitylow.6.5.2多劳多损论多劳多损论河北工业大学河北工业大学 生物物理学生物物理学 45MINOR WORKERS DARK LINEMAJOR WORKERS LIGHT LINEALL COLONIESThe ant colony in graph(c)was completely destroyed by Argentine Ants at 34 weeks.“

36、Division of Labour Influences the Rate of Ageing in Weaver Ant Workers.”河北工业大学河北工业大学 生物物理学生物物理学 46lTheresultssupportedthehypothesisbyChapuisatandKeller.Theminorworkerslivedsignificantlylongerthanthemajorworkers.lThisfindingdirectlysupportstheideathatindividualswithhigherratesofextrinsicmortality(maj

37、orworkers),havedecreasedlongevitywhencomparedtoindividualsatlowerrisk(minorworkers).lThissupportstheDisposableSomaTheoryofAging.弃车保帅论的旁证弃车保帅论的旁证河北工业大学河北工业大学 生物物理学生物物理学 47lMller,W.E.G.andMller,Isabel,2002,Germany.lTwolonglivedmarinesponges,SuberitesdomunculaandGeodiacyandonium,wereanalyzedfortelomera

38、seactivityinvivo.l“Mostspongespeciesshowacontinuousgrowthandlonglifespan.”AnextremeexampleisCinachyraantarcticawhichmaylivetobe1,500yearsold.Therehaveevenbeenestimatesofspongesliving10,000years.lBothS.domunculaandG.cyandoniumseemtobeverylongliving,thoughtheyhavenotbeenassignedatypicallifespan.6.5.3

39、端粒酶缩短短寿论端粒酶缩短短寿论河北工业大学河北工业大学 生物物理学生物物理学 48lTissuesamplesfromthespongeswereshakenaparttomakecellularcultures.lWhenthecellsaredissociated,theyceasetoexpresstelomerase,astheydidbeforetheywereseparated.lTheyformedprimmorphs(organizationofdissociatedspongecellsthatmaintainedtheirabilitytoproliferateandar

40、eproliferating).lCellsthathaveformedaprimmorphregaintheirtelomeraseexpression.海绵类动物的研究海绵类动物的研究河北工业大学河北工业大学 生物物理学生物物理学 49lSincespongesaremulticellularwithmorethanonecelltype,theymustbeabletocontroltherateofcellulargrowthanddeathinordertoregulatethenumberofeachcelltype,somaticorgerm.lBecauseofthis,Mll

41、erandMllerpropose“concomitantregulationofapoptosisandtelomeraseactivity.”lAquestionleftunansweredbythisstudyis:dospongeshavetheclockthatinitiatestheswitchfromimmortaltosenescentcells.结论结论河北工业大学河北工业大学 生物物理学生物物理学 50“Telomeres Shorten More Slowly in Long-lived Birds and Mammals than in Short-lived Ones

42、”Avian Data m=+17Mammalian Data with human inclusionZ.F.T.S.A.P.C.T.S.P.Human河北工业大学河北工业大学 生物物理学生物物理学 51“The Evolution of Mammalian Aging”河北工业大学河北工业大学 生物物理学生物物理学 52lTherearedifferencesinlongevityinmanyspeciesthatcanbeexplainedbiochemically.lResearchthatexploresthecausesofdifferentiallongevityisveryim

43、portanttodeterminingthecausesofaging.lAnumberofnegligiblysenescentspeciesalsoprovidevaluableinformationabouttheagingprocess.lIneverynegligiblysenescentspeciesstudied,telomerasehasbeenactive,orhastheabilitytobeactivatedinsomaticcells.lThemitochondrialinefficiencymodelsforthesmallmammalstudiedherehave

44、not,tomyknowledgebeencomparativelystudiedinotherspecies.衰老与自由基结论衰老与自由基结论河北工业大学河北工业大学 生物物理学生物物理学 53lInsideyourtomato lTomatoes contain a lot of nutrients,among them vitamins C and B-complex and the minerals iron（铁）and potassium（钾）.Also in the mix are carotenoids(kuh-ROT-uh-noids).These include lycope

45、ne and beta carotene,which is converted in the body into vitamin A.河北工业大学河北工业大学 生物物理学生物物理学 54GeneticsLifestyleEnvironmentDietMetabolismGenetically identicaltwinsAlcoholNicotineUVHealthylifestyleLawrence Journal World,8.Jan.2000Which parametersaffectbiological aging?河北工业大学河北工业大学 生物物理学生物物理学 55lFirst d

46、escribed in 1979 as a potent relaxant(松弛剂)of peripheral vascular smooth muscle（外周血管平滑肌）.lUsed by the body as a signaling molecule.lServes different functions depending on body system.i.e.neurotransmitter（神经递质）,vasodilator（血管扩张剂）,bactericide（杀菌剂）.lEnvironmental PollutantlFirst gas known to act as a b

47、iological messenger（生物信号分子）6.6 一氧化氮自由基一氧化氮自由基河北工业大学河北工业大学 生物物理学生物物理学 56lNitric oxide is a diatomic free radical consisting of one atom of nitrogen and one atom of oxygen（双原子）lLipid soluble and very small for easy passage between cell membranes（脂溶，体积小）lShort lived,usually degraded or reacted within a

48、 few seconds（寿命短）lThe natural form is a gas（气态）ON一氧化氮的分子结构及特性一氧化氮的分子结构及特性河北工业大学河北工业大学 生物物理学生物物理学 57lNitricoxideissynthesizedfromL-arginine(精氨酸精氨酸)lThisreactioniscatalyzedbynitricoxidesynthase,a1,294aaenzyme+H3NCOO-C(CH2)3NHCH2NHNH2+ArginineNOSNADPH+O2NAD+COO-C(CH2)3NHCH+H3NN+H2NHOHN-w-Hydroxyarginin

49、eCOO-C(CH2)3NHH+H3N+NONOSCONH2Citrulline（瓜氨酸）一氧化氮生物合成一氧化氮生物合成河北工业大学河北工业大学 生物物理学生物物理学 58lNOSI（神经系统）（神经系统）Centralandperipheralneuronalcells（中心和外周神（中心和外周神经细胞）经细胞）Ca+2dependent,usedforneuronalcommunicationlNOSII（免疫系统）（免疫系统）Mostnucleatedcells,particularlymacrophages（巨（巨噬细胞）噬细胞）IndependentofintracellularC

50、a+2Inducibleinpresenceofinflammatorycytokines（炎症因子）（炎症因子）lNOSIII（循环系统）（循环系统）Vascularendothelialcells（血管内皮细胞）（血管内皮细胞）Ca+2dependentVascularregulation（血管调节）（血管调节）一氧化氮合酶的类型一氧化氮合酶的类型河北工业大学河北工业大学 生物物理学生物物理学 59lNitricOxideinthehumanbodyhasmanyuseswhicharebestsummarizedunderfivecategories.NOinthenervoussyst